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基于GPS数据的交通仿真期望车速分布标定方法研究

作者：卢泰宇

来源：《科学与信息化》2018年第10期

摘 要 20世纪60年代至今，国内外交通仿真系统与技术得到快速增长。在仿真软件为交通仿真提供了必要条件的同时，模型的准确性成为影响合理使用仿真最重要的因素，需要能够简易标定期望车速的方法。本文通过对交通仿真和期望车速的要素进行研究，并对GPS设备采集的速度数据进行分析，通过仿真输出数据对标定后的期望车速进行分析。 关键词 GPS数据；VISSIM交通仿真；运行车速；期望车速 前言

20世纪60年代至今，国外交通仿真系统与技术得到快速增长。像VISSIM、TSIS、Synchro、Paramics等交通仿真软件越来越商业化；我国类似的仿真软件系统也正在开发[1]。其中，国内外应用最为普遍的是德国PTV公司开发的交通微观仿真软件VISSIM。 1 交通仿真的应用

实践证明，交通仿真软件VISSIM在城市交通微观道路网络的交通运行情况仿真分析、交通方案的改善与评价方面有着良好的实用性和准确性[2]，在我国结构复杂的混合交通出行条件下，为单点交叉口改善甚至城市道路区域交通组织方案制定上提供了直接有效的新手段和新思维[3]。根据配置的个体出的真实出行特征，包括出行方式，出行OD，出行路径，出行时刻等，在仿真中配置近似的个体出行数据，使得仿真的数据特征能够反映真实的个体出行。 2 期望车速定义及影响因素

期望车速是指车辆在不受或基本不受其他车辆约束的条件下，驾驶员所希望达到的最高安全车速[4]。该车速取决于道路等级及驾驶员的性别、年龄、性格的差异及驾车风格的不同，并呈现出一定的模糊性。

在主观上，由于驾驶员的性别、年龄、性格和驾驶风格的差异，期望车速有不同的表现。总体来说，驾驶者相关属性为男性、年龄较小、性格较为大胆激进、驾驶技术强的，运行车速比属性相反的车辆高，期望车速也相应偏高。客观上，道路等级及交通状况、在行车辆的性能状况、气候条件和运输任务的缓急对期望车速都有不同程度的影响。 3 GPS采集数据特征分析

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在交通仿真时，为了尽可能精确地还原选取的仿真路段运行情况，需要对车辆的期望车速进行设置。本文通过GPS设备采集某路段的小汽车运行车速数据，对速度特征数据进行统计分析，提取仿真软件VISSIM中相应的参数，以便设置与真实运行车速变化相近的期望车速。 统计运行车速在不同的速度区间内产生的频数，可以得到速度累计分布如图1，用以表示车速的变化规律，同时能够作为仿真中期望车速的设置参考。由图可以看出，在25-30km/h、35-40km/h、45-50km/h几个区间都有斜率的变化，在仿真中可以在这些位置设置节点，并调整变化率。

4 VISSIM中期望车速的设置

由于平直路段的期望车速可认为是驾驶员所能达到的最高运行车速，在VISSIM中，可认为是车辆进入路网的车速，即主线的期望车速。期望车速可以与图1的运行车速累计分布曲线进行对比，选取25km/h、35km/h、45km/h几个速度作为节点，使得速度累计分布值与分析结果相似，得到近似的期望车速，导出仿真速度与采集的真实速度变化对比如图2。可以看出，仿真速度表现与真实速度变化相似，具有较好的仿真效果。 5 结束语

通过以上研究，清楚地分析了期望车速的影响因素，了解了期望车速与运行车速的区别。本文提出了通过对GPS设备采集的速度数据进行分析，运用模拟软件VISSIM得出道路运行车速的方法，并专门针对软件中期望车速的大小设置进行了深入的研究和分析，结果标定的期望车速表现较好。该方法为简易、准确地设置期望提供了途径，保证了模拟结果的合理性与真实性。 参考文献

[1] 毛保华，杨肇夏，陈海波.道路交通仿真技术与系统研究[J].北京交通大学学报，2002，26（5）：37-46.

[2] 孙超，徐建闽.基于VISSIM的城市交叉口改善优化研究[J].广东公路交通，2010，（3）：15-21.

[3] 杭佳宇，周溪召.基于VISSIM仿真的学府路与谷阳路交叉口优化设计[J].物流科技，2017，40（12）：92-94.

[4] 李江.交通工程学[M].北京：人民交通出版社，2002：77-78.